CompositesWorld Dergisinin Ocak-Şubat 2020 sayısında yayınlanan bir makalenin Türkçe çevirisi asağıda yer almaktadır.
Dünya Karbon Elyaf Pazarı
2019 yılında, dünya genelindeki karbon elyaf talebi yaklasık 100.000 tonu buldu. Havacılık, rüzgar türbini kanatları ve diğer birçok endüstriyel uygulamada karbon elyaf kullanımının yaygınlasmasıyla artan hacim desteğiyle pazar %10 ila %12 arasında büyümeye devam ediyor. Öngörülebilir gelecek açısından bu orandaki büyümenin devam etmesi beklenmektedir.
Karbon elyaf kullanımının pazar segmentine göre dağılımı yaklasık olarak asağıdaki gibidir:
- Rüzgar enerjisi: %25
- Uzay: %20
- Spor malzemeleri: %10 ila %12
- Otomotiv: %10 ila %12
- Enjeksiyon kalıplı plastik bilesikleri: %5 ila %8
- Basınçlı kaplar: %5 ila %8
- İnsaat ve altyapı: %5 ila %8
- Diğer pazar segmentleri: %15
Yeni uygulamalar ve yeni programlar gelistirildikçe tüm pazar segmentleri için önemli büyüme potansiyeli görülmektedir.
Karbon elyaf takviyeli polimerin (CFRP) herhangi bir uygulamada kabul görmesi için hem teknik hem de ekonomik fayda sunması gerekmektedir. Çoğu uygulama için karbon elyaf kullanmanın ana teknik yararı, malzemenin daha hafif olması, daha verimli yapılar sunmasını sağlayan yüksek mukavemet-ağırlık performansıdır. Örneğin, rüzgar türbini kanatlarına karbon elyaf katılması daha hafif, daha verimli aerodinamik sekillerin ve kanat tasarımlarının yapılmasını sağlamıstır. Otomobillerde, karbon elyaf takviyeli polimerden yapıldığında bazı parçaların ve montajların ağırlığı %50 ila %75 azaltılabilir, böylece yakıt tüketimi ve CO2 performansı iyilestirilebilir veya bataryayla çalısan elektrikli araçların sürüs menzili önemli ölçüde uzatılabilir. Gelisme ve benimseme mevcut hızda devam ederse, gelecekteki pazar segmenti senaryosu bugünkünden çok farklı görünebilir. (bkz. Şekil 2.)
Pazarı etkileyen bir diğer faktör de, sıkılasan karbon elyaf üretimi sanayi kapasitesidir. Tüm karbon elyaf sanayicileri bir araya getirildiğinde anma kapasitesi (nominal kapasite) 140.000 ton veya daha fazla olabilir. Bununla birlikte, üretilen ürünlerin karısımı ve çesitliliği ve sürecin doğasında bulunan yıkım etkileri göz önüne alındığında, etkin sektör net kapasitesi muhtemelen sadece 110.000 ton civarındadır. Sonuç olarak, Kuzey Amerika (Meksika ve ABD), Avrupa (Macaristan ve Türkiye) ve Asya (Çin) dahil olmak üzere dünyanın çesitli yerlerindeki üreticiler yeni tesis ve kapasite genislemesi duyurmuslardır.
Karbon elyafın genel kompozit pazarından daha fazla pay alması için hacim önemli bir faktördür. Yüksek hacimli uygulamalar ve karbon elyaf takviyeli polimerin (CFRP) daha genis sekilde benimsenmesi için maliyetlerin daha düsük olması gerekir; diğer bir deyisle, hem karbon elyaf malzemenin maliyeti hem de CFRP parçalarının üretim maliyeti düsmelidir. Günde bir adet uçak üretilirken, dakikada bir otomobiller üretilmektedir, bu süre rüzgar türbini kanatları, spor malzemeleri ile diğer uygulamalar için üretim hacmi ölçeğinde düsmektedir. Hacim ve maliyet meselesi “tavuk ve yumurta” problemine benzer: Hangisi önce gelir? Bununla birlikte, sektör uzmanlarının birlikte çalısması durumunda, yüksek hacimli uygulamaların gerçekleseceği ve sonuçta maliyetlerin düseceği ve kabul görme oranının artacağından eminiz.
Bu arada baska sorunlar da var. Örneğin, bir günde milyonlarca üretilen otomobillerde karbon elyaf takviyeli polimerin kitlesel olarak benimsenmesinin zorluğu, saf teknik ve ekonomik hususların ötesine geçmektedir. Sürdürülebilirlik ve geri dönüsümün de ele alınması gerekmektedir. Ancak bu sorunlar değer zincirinde asağı yukarı ele alınıyor.
Özetle, karbon elyaf malzeme ve karbon elyaf takviyeli polimer mamüllerin pazarı istikrarlı ve sağlam bir sekilde büyümektedir. Talep mevcut kapasiteyi yakalamıs durumda ve ek kapasite açıklandı ve zamanında isletmeye açılacak. Ancak, her zaman olduğu gibi, tüm son kullanım uygulamalarında karbon elyafa olan potansiyel talebin açılmaya devam etmenin sırrı, doğru malzemelerin doğru sekilde kullanılmasında yatmaktadır. Gelecek karbon elyaf açısından umut vericidir ve önümüzdeki birkaç yıl içinde ilginç gelismeler olacaktır.